Разработка учебных симуляторов для научно-технической сферы

Разрабатывается комплекс интерактивных трехмерных виртуальных лабораторий по инженерно-техническим дисциплинам с применением современных средств разработки 3D-приложений. Приоритетное направление развития науки, технологий и техники РФ: Информационно-телекоммуникационные системы. Коды ГРНТИ: мат. моделирование (28.17.19); моделирование физ. процессов (28.17.23); виртуальная реальность (28.17.33). Цель проекта: расширение оснащенности лабораторной базы технических учебных заведений за счет внедрения компьютерных лабораторных практикумов в образовательный процесс. В данный момент разработаны виртуальные лаборатории: «Гидравлика», «Открытые потоки», «Резание металлов», «Строительное материаловедение» и др. Имеется 17 авторских свидетельств о гос. регистрации программ для ЭВМ.

Категория
Инновационная Москва - информационные технологии и связь
Автор проекта
Научный руководитель
д.т.н., проф. Белов Владимир Владимирович
Научное направление
Информационные технологии в образовании и науке
Описание

Новизна технологии трехмерных виртуальных симуляторов (тренажеров) аргументируется использованием современных средств компьютерной графики, и активным внедрением информационных технологий в сферу образования.
Для имитации физических законов динамики твердого тела и сплошных сред применяется технология NVidia PhysX – кроссплатформенный физический движок для симуляции ряда физических явлений. В основу физико-математических расчетов системы PhysX заложены фундаментальные физические законы, что позволяет реализовывать достаточно сложные имитационные методы компьютерного моделирования – метод аналитических расчетов, метод динамики многих тел (MKD), методы конечных и дискретных элементов (DEM), метод моделирования гидродинамики потоков (CFD), метод моделирования производственных процессов. Твердые тела и частицы рассматриваются как отдельные объекты, а их движение и взаимодействия рассчитываются уравнениями Ньютона и Эйлера. В мировой практике, использование подобных технологий встречается при разработке современных компьютерных игр. Применение данной технологии в разработке электронных образовательных ресурсов – виртуальных технических лабораторий, является инновацией.

Практическая значимость

Основные преимущества технологии виртуальных тренажеров: повышение эффективности проведения учебных занятий, усвоения учебного материала, а также эффективности обучения в целом; представление физических процессов в динамическом режиме; возможность самоконтроля знаний со стороны студентов. Технология полностью соответствует современным требованиям к качеству образования и является весьма актуальным направлением научной деятельности. Производство и внедрение данной технологии в образовательный процесс экономически целесообразно, весьма рентабельно и требует сравнительно умеренной технической оснащенности.

На основании реализованных проектов следует отметить широкий рыночный спрос на программные продукты, обусловленный необходимостью приобретения вузами виртуальных лабораторий. Основными потребителями разрабатываемых учебных продуктов являются учебные заведения строительного профиля, а также политехнические вузы. В России: 21 вуз архитектуры и строительства; 134 технических и технологических вузов. Получено множество положительных отзывов со стороны потребителей продукции. Разница в затратах на приобретение программы и затратах на приобретение и обслуживание лабораторного оборудования (например, цена гидравлического пресса П-10 составляет 220000 руб. при сроке эксплуатации 5-6 лет), расходных материалов: вяжущих, заполнителей, добавок, реактивов и пр., обусловливает экономическую эффективность виртуальных лабораторий.

Партнеры

Центр e Science&Learning Тверского государственного технического университета (http://cdokp.tstu.tver.ru/site.center/index.aspx)

Уровень активности
11
Приложенные файлы






Отправить ссылку: